hrvatski

Utjecaj relativne vlažnosti radnih plinova na radne značajke membranskog gorivnog članka

U središtu gorivnog članka smještena je polimerna membrana (engl. proton exchange membrane, PEM) koja provodi protone, ali je nepropusna za plinove. Da bi se sačuvala dobra protonska vodljivost membrane potrebno ju je održati vlažnom. Zbog toga se oba radna plina prije samog ulaska u gorivni članak ovlažuju .Pri malim iznosima relativne vlažnosti radnih plinova dolazi do pojave lokalnog sušenja membrane gorivnog članka. Suha membrana slabije provodi protone vodika čime se dobivaju lošije karakteristike gorivnog članka (strujno-naponske karakteristike). S druge strane, prisustvo vodenih kapljica može uzrokovati začepljenje kanala. Kod PEM gorivnog članka moguće je izabrati takve iznose ulaznih parametara (temperatura, tlak i stehiometrijski omjer) kod kojih će voda proizvedena u elektrokemijskoj reakciji biti dovoljna da zasiti zrak i vodik prolaskom kroz članak. Međutim kako količina proizvedene vode u elektrokemijskoj reakciji i ukupni tok vode kroz membranu ovise o lokalnim (mogu biti znatno promjenjivi duž kanala), a ne o ulaznim uvjetima, nema garancije da će radni plinovi na izlazu iz članka biti upravo zasićeni vodenom parom. U ovom radu analizirana je mogućnost korištenja vode proizvedene u elektrokemijskoj reakciji u PEM gorivnom članku za unutarnje ovlaživanje zraka bez potrebe za vanjskim ovlaživačem (na ovaj način popratni sustav bi se bitno pojednostavnio). U tu svrhu izrađeno je pet segmenata gorivnog članka koji su međusobno paralelno povezani, te tako povezani čine zapravo jedan gorivni članak. Ova jedinstvena izvedba omogućuje mjerenje temperature i relativne vlažnosti zraka na izlazu iz svakog segmenta članka u stvarnom vremenu. Također, ova izvedba (segmentacija) omogućuje održavanje željene temperature svakog segmenta koja je različita od temperatura ostalih segmenata. Numeričkim putem pronađen je temperaturni profil koji će osigurati relativnu vlažnost zraka duž kanala blizu linije zasićenja. Na ovaj način dobivene su bolje radne značajke membranskog članka.

Relativna vlažnost; PEM gorivni članak; Radne značajke

nije evidentirano